En su carrera académica se ha desempeñado como académica e investigadora en diversas universidades nacionales. En la actualidad es Profesora Titular en el Departamento de Psicología de la Universidad Católica del Maule y coordina el equipo de investigación interuniversitario Lectura, Escritura y Educación (LEE – UCM).

Su línea de investigación se inscribe en el área de psicología educacional con énfasis en la relación entre lectura, escritura y cognición. Se cuentan, entre ellos, estudios evolutivos sobre el desarrollo lector temprano desde una perspectiva cognitiva (ej. precursores de la lectura en niños de 1º a 4º básico), así como el estudio de estrategias de regulación y monitoreo de la comprensión de la lectura académica utilizada por estudiantes universitarios. Este último, que fue fruto de su investigación doctoral con población francófona, sembró las bases para el sistema de monitoreo de la dislexia en la Universidad Católica de Lovaina. De manera más reciente, ha incursionado en el estudio de la motivación por la lectura de textos académicos erigiéndose como pionera en esta área. Estos estudios se han realizado con fondos concursables externos y han versado sobre la motivación por la lectura académica en el contexto universitario (Fondo del Libro Nº 86879), sobre la motivación lectora del futuro profesor y su relación con la dimensión profesional (Fondecyt Regular 1170779). Este último ha dado pie a una intervención piloto sobre la mediación lectora, apoyada por Fundación Arauco. Siempre en el campo de la psicología educacional, junto a su equipo, la Dra. Muñoz ha investigado sobre las creencias epistemológicas respecto del aprendizaje y la enseñanza en contextos de pobreza (Fondecyt 1120550), sobre las representaciones de la motivación en contexto escolar (Fondecyt 1120351), sobre la motivación por ser profesor (Fondecyt 1150533) Su actual proyecto de investigación Fondecyt Regular (1220441) busca indagar en el proceso de construcción de la motivación por la lectura en niños de 4 a 7 años. También es coinvestigadora del proyecto Research-Informed_Education (WERA).

Ha colaborado como par-revisor de revistas científicas (e.g. Journal of Research in Reading; Teaching and Teacher education). Fue miembro y Directora del Grupo de Estudio Fondecyt en Educación (2017-2020) y par evaluadora de proyectos de investigación para universidades nacionales e internacionales.